CH707849A2

CH707849A2 - System for controlling the air flow rate of a compressed working fluid to a fuel injector of a burner.

Info

Publication number: CH707849A2
Application number: CH00397/14A
Authority: CH
Inventors: Lucas John Stoia; Patrick Benedict Melton; Richard Martin Dicinto
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2014-09-30
Also published as: US20140260264A1; US9376961B2; DE102014103088A1; CN204063127U; JP2014181899A

Abstract

Ein System zur Steuerung einer Luftflussrate eines komprimierten Arbeitsfluids zu einem Brennstoffinjektor (74) eines Brenners (24) enthält ein Aussengehäuse (52), das einen Hochdrucksammelraum (98) um einen Abschnitt des Brenners (24) herum definiert, einen Entnahmeanschluss (106) in Fluidverbindung mit dem Hochdrucksammelraum (98) und einen Einlassanschluss (108). Der Brenner (24) enthält mehrere um einen Brennereinsatz (70) herum angeordnete Brennstoffinjektoren (74), eine innere Strömungshülse, eine äussere Luftabschirmung, die die mehreren Brennstoffinjektoren (74) und die innere Strömungshülse umgibt. Die äussere Luftabschirmung definiert einen Injektionsluftsammelraum (90) zwischen der äusseren Luftabschirmung und der inneren Strömungshülse und einen Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum (90). Ein äusserer Fluidkreis (54) stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Entnahmeanschluss (106) und dem Einlassanschluss (108) bereit. Ein Umlenkelement (56) erstreckt sich zwischen dem Aussengehäuse (52) und der äusseren Luftabschirmung, um eine Strömungstrennung zwischen dem Einlass und dem Hochdrucksammelraum (98) zu schaffen.A system for controlling an air flow rate of compressed working fluid to a fuel injector (74) of a combustor (24) includes an outer housing (52) defining a high pressure header (98) around a portion of the combustor (24), a bleed port (106) in FIG Fluid communication with the high pressure accumulator (98) and an inlet port (108). The combustor (24) includes a plurality of fuel injectors (74) disposed about a combustor liner (70), an inner flow sleeve, an outer air shield surrounding the plurality of fuel injectors (74) and the inner flow sleeve. The outer air shield defines an injection air plenum (90) between the outer air shield and the inner flow sleeve and an inlet to the injection air plenum (90). An outer fluid circuit (54) provides fluid communication between the extraction port (106) and the inlet port (108). A baffle (56) extends between the outer housing (52) and the outer air shield to provide flow separation between the inlet and the high pressure header (98).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

[0001] Die vorliegende Erfindung umfasst allgemein einen Brenner einer Gasturbine. Insbesondere betrifft die Erfindung ein System zur Steuerung einer Luftflussrate eines Arbeitsfluids zu einem Brenner, der einen Injektor für späte Magerbrennstoffeinspritzung enthält. The present invention generally includes a burner of a gas turbine. More particularly, the invention relates to a system for controlling an air flow rate of a working fluid to a combustor that includes a late lean fuel injection injector.

Hintergrund zu der ErfindungBackground to the invention

[0002] Eine typische Gasturbine, die zum Erzeugen elektrischer Energie verwendet wird, enthält einen axialen Verdichter im vorderen Teil, einen oder mehrere Brenner stromabwärts von dem Verdichter und eine Turbine im hinteren Teil. Umgebungsluft wird dem Verdichter zugeführt, und rotierende Laufschaufeln und stationäre Leitschaufeln in dem Verdichter verleihen dem Arbeitsfluid (Luft) zunehmend kinetische Energie, um ein komprimiertes Arbeitsfluid in einem hoch energetischen Zustand zu erzeugen. Das komprimierte Arbeitsfluid verlässt den Verdichter und strömt zu einem Kopfende des Brenners, wo es an einer Endabdeckung die Richtung umkehrt und durch die eine oder mehreren Brennstoffdüsen in eine primäre Verbrennungszone strömt, die in einer Brennkammer in jedem Brenner definiert ist. Das komprimierte Arbeitsfluid vermischt sich mit Brennstoff in der einen oder den mehreren Brennstoffdüsen und/oder in der Verbrennungskammer und entzündet sich, um Verbrennungsgase mit hoher Temperatur und hohem Druck zu erzeugen. Die Verbrennungsgase expandieren in der Turbine unter Erzeugung von Arbeit. Beispielsweise kann die Expansion der Verbrennungsgase in der Turbine eine mit einem Generator zur Erzeugung von Elektrizität verbundene Welle rotieren lassen. A typical gas turbine used to generate electrical energy includes an axial compressor in the front part, one or more burners downstream of the compressor, and a turbine in the rear part. Ambient air is supplied to the compressor, and rotating blades and stationary vanes in the compressor increasingly impart kinetic energy to the working fluid (air) to produce a compressed working fluid in a high energy state. The compressed working fluid exits the compressor and flows to a head end of the combustor where it reverses direction at an end cap and flows through the one or more fuel nozzles into a primary combustion zone defined in a combustor in each combustor. The compressed working fluid mixes with fuel in the one or more fuel nozzles and / or in the combustion chamber and ignites to produce combustion gases of high temperature and high pressure. The combustion gases expand in the turbine to produce work. For example, the expansion of the combustion gases in the turbine may cause a shaft connected to a generator to generate electricity to rotate.

[0003] In einem speziellen Brenneraufbau sind ein oder mehrere Brennstoffinjektoren, welche auch als Injektoren für späte Magerbrennstoffeinspritzung bekannt sind, längs des Umfangs um die Brennkammer stromabwärts von den Düsen und/oder der primären Verbrennungszone angeordnet. Ein Teil des den Verdichter verlassenden komprimierten Arbeitsfluids wird durch die Brennstoffinjektoren geführt, um sich mit Brennstoff zur Erzeugung eines mageren Brennstoff/Luft-Gemisches zu vermischen. Das magere Brennstoff/Luft-Gemisch kann dann in die Brennkammer zur zusätzlichen Verbrennung in einer sekundären Verbrennungszone injiziert werden, um die Verbrennungsgastemperatur zu erhöhen und den thermodynamischen Wirkungsgrad des Brenners zu steigern. Die Injektoren für späte Magerbrenn-Stoffeinspritzung sind zur Erhöhung der Verbrennungsgastemperaturen effektiv, ohne eine entsprechende Zunahme bei der Erzeugung unerwünschter Emissionen, wie z.B. Stickoxiden (NOx), zu erzeugen. Die Injektoren für späte Magerbrennstoffeinspritzung sind insbesondere für die Reduzierung von NOxwährend eines Grundlast- und/oder Teillastbetriebs der Gasturbine nützlich. Im Gegensatz dazu ist während bestimmter Nicht-Grundlastbetriebsmodi, wie z.B. während des Hochfahr-, Kaltbrennstoff- und Flüssigbrennstoff-Betriebs, keine späte Magerbrennstoffinjektion erwünscht, und somit werden die Injektoren für späte Magerbrennstoffeinspritzung nicht mit Brennstoff versorgt. In a particular burner design, one or more fuel injectors, also known as late lean fuel injection injectors, are disposed circumferentially around the combustion chamber downstream of the nozzles and / or the primary combustion zone. A portion of the compressed working fluid exiting the compressor is directed through the fuel injectors to mix with fuel to produce a lean fuel / air mixture. The lean fuel / air mixture may then be injected into the combustion chamber for additional combustion in a secondary combustion zone to increase the combustion gas temperature and increase the thermodynamic efficiency of the combustor. The late lean burn injectors are effective for increasing combustion gas temperatures without a corresponding increase in the generation of undesirable emissions, such as, e.g. Nitrogen oxides (NOx) to produce. The late lean fuel injection injectors are particularly useful for reducing NOx during base load and / or part load operation of the gas turbine engine. In contrast, during certain non-base load operating modes, such as e.g. during startup, cold fuel and liquid fuel operation, no late lean fuel injection is desired, and thus the late lean fuel injection injectors are not fueled.

[0004] Obwohl der Brennstoff zu den Injektoren für späte Magerbrennstoffeinspritzung während des Betriebs der Gasturbine abgeschaltet werden kann, wird zu den Injektoren für späte Magerbrennstoffeinspritzung strömendes komprimiertes Arbeitsfluid durch einen passiven Kreislauf geführt, der im Innern einem Aussengehäuses, wie z.B. eines Verdichterauslassgehäuses, definiert ist und somit nicht abgeschaltet werden kann. Demzufolge strömt das komprimierte Arbeitsfluid durch die Injektoren für späte Magerbrennstoffeinspritzung und den Einsatz und vermischt sich mit den durch den Heissgaspfad strömenden Verbrennungsgasen, wodurch es eine Verdünnung der Verbrennungsgase mit Luft verursacht, was zu unerwünschten Emissionswerten führt. Um die Auswirkungen der Luftverdünnung zu beseitigen, muss ein Betreiber die eine oder mehreren Brennstoffdüsen, die die primäre Verbrennungszone speisen, überfeuern. Die Überfeuerung führt jedoch zu hohen Wandtemperaturen des Brennereinsatzes und/oder Übergangskanals, welche die mechanische Lebensdauer dieser Heissgaspfadkomponenten beschränken. Daher wäre ein System zur Steuerung einer Zuflussrate des komprimierten Arbeitsfluids zu den Brennstoffinjektoren nützlich. Although the fuel to the late lean fuel injection injectors may be turned off during operation of the gas turbine, compressed working fluid flowing to the late lean fuel injection injectors is passed through a passive circuit which is internally housed in an outer casing, such as an outer casing. a compressor outlet, is defined and thus can not be turned off. As a result, the compressed working fluid flows through the late lean fuel injection injectors and the insert and mixes with the combustion gases flowing through the hot gas path, causing air to be diluted with the combustion gases, resulting in undesirable emissions. To eliminate the effects of air dilution, an operator must overfill the one or more fuel nozzles that feed the primary combustion zone. However, the overfire results in high wall temperatures of the combustor liner and / or transition channel which limit the mechanical life of these hot gas path components. Therefore, a system for controlling an inflow rate of the compressed working fluid to the fuel injectors would be useful.

Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention

[0005] Aspekte und Vorteile der Erfindung sind nachstehend in der folgenden Beschreibung dargestellt oder können aus der Beschreibung ersichtlich sein oder können durch die praktische Ausführung der Erfindung erkannt werden. Aspects and advantages of the invention are set forth below in the description which follows, or may be obvious from the description, or may be learned by practice of the invention.

[0006] Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Steuerung einer Luftflussrate eines komprimierten Arbeitsfluids zu einem Brennstoffinjektor eines Brenners. Das System enthält allgemein ein Aussengehäuse, das wenigstens einen Anschnitt des Brenners umgibt. Das Aussengehäuse definiert wenigstens teilweise einen Hochdrucksammelraum, der wenigstens einen Abschnitt des Brenners umgibt. Das Aussengehäuse enthält einen Entnahmeanschluss und einen Einlassanschluss, die sich durch das Aussengehäuse dort hindurch erstrecken, wo der Entnahmeanschluss mit dem Hochdrucksammelraum in Fluidverbindung steht. Ein Brenner erstreckt sich wenigstens teilweise durch den Hochdrucksammelraum. Der Brenner enthält einen Brennereinsatz, mehrere Brennstoffinjektoren, die längs des Umfangs um den Brennereinsatz herum angeordnet sind, eine innere Strömungshülse, die den Brennereinsatz umgibt, eine äussere Luftabschirmung, die die innere Strömungshülse und die mehreren Brennstoffinjektoren längs des Umfangs umgibt, und einen Injektionsluftsammelraum, der zwischen der äusseren Luftabschirmung und dem Brennereinsatz definiert ist. Ein Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum steht mit dem Einlassanschluss in Fluidverbindung. Ein äusserer Fluidkreis stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Entnahmeanschluss und dem Einlassanschluss bereit. Ein Umlenkelement erstreckt sich radial zwischen der äusseren Luftabschirmung und dem Aussengehäuse. Das Umlenkelement stellt eine Strömungstrennung zwischen dem Einlasskanal zu dem Injektionsluftsammelraum und dem Hochdrucksammelraum bereit. An embodiment of the present invention is a system for controlling an air flow rate of a compressed working fluid to a fuel injector of a burner. The system generally includes an outer housing surrounding at least a portion of the burner. The outer housing at least partially defines a high pressure accumulation space surrounding at least a portion of the burner. The outer housing includes a removal port and an inlet port extending through the outer housing therethrough where the withdrawal port is in fluid communication with the high pressure collection space. A burner extends at least partially through the high-pressure accumulation space. The burner includes a combustor liner, a plurality of fuel injectors circumferentially disposed about the burner liner, an inner flow sleeve surrounding the burner liner, an outer air shield surrounding the inner flow sleeve and the plurality of fuel injectors along the circumference, and an injection air plenum. which is defined between the outer air shield and the burner insert. An inlet to the injection air plenum is in fluid communication with the inlet port. An external fluid circuit provides fluid communication between the extraction port and the inlet port. A deflector extends radially between the outer air shield and the outer housing. The diverter provides flow separation between the inlet channel to the injection air plenum and the high pressure header.

[0007] Der äussere Fluidkreis kann ein Flussmodulationsventil aufweisen, das stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss angeordnet ist. The outer fluid circuit may include a flow modulation valve disposed downstream of the extraction port and upstream of the inlet port.

[0008] Das System jedes vorstehend erwähnten Typs kann ferner eine mit dem Flussmodulationsventil kommunikationsmässig verbundene Steuerung aufweisen. The system of each type mentioned above may further comprise a communication communicatively connected to the flow modulation valve.

[0009] Der äussere Fluidkreis jedes vorstehend erwähnten Systems kann einen Flussverteilungsring stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss aufweisen, wobei sich der Flussverteilungsring längs des Umfangs um wenigstens einen Abschnitt des Aussengehäuses erstreckt. The outer fluid circuit of each of the aforementioned systems may include a flow distribution ring downstream of the extraction port and upstream of the inlet port, the flow distribution ring extending circumferentially around at least a portion of the outer casing.

[0010] Das Umlenkelement jedes vorstehend erwähnten Systems kann sich radial von einer Innenoberfläche des Aussengehäuses zu der äusseren Luftabschirmung hin erstrecken. The deflector of each system mentioned above may extend radially from an inner surface of the outer housing to the outer air shield.

[0011] Das System jedes vorstehend erwähnten Typs kann ferner eine radiale Dichtung aufweisen, die sich zwischen dem Umlenkelement und der äusseren Luftabschirmung erstreckt. The system of any type mentioned above may further include a radial seal extending between the diverter and the outer air shield.

[0012] Das Umlenkelement, die äussere Luftabschirmung und das Aussengehäuse jedes vorstehend erwähnten Systems können wenigstens teilweise einen Injektionsluftsammelraum definieren, wobei der Injektionsluftsammelraum mit dem Einlassanschluss und dem Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum in Fluidverbindung steht. The diverter element, the outer air shield and the outer housing of each system mentioned above may at least partially define an injection air plenum, wherein the injection air plenum is in fluid communication with the inlet port and the inlet to the injection air plenum.

[0013] Die äussere Luftabschirmung jedes vorstehend erwähnten Systems kann mit einem Seitenabschnitt des Umlenkelementes verbunden sein. The outer air shield of each system mentioned above may be connected to a side portion of the deflecting element.

[0014] Der Entnahmeanschluss jedes vorstehend erwähnten Systems kann sich durch das Turbinenaussengehäuse erstrecken, und der Einlassanschluss erstreckt sich durch das Verdichterauslassgehäuse. The extraction port of each of the aforementioned systems may extend through the turbine outer casing, and the inlet port extends through the compressor discharge casing.

[0015] Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Steuerung einer Luftflussrate eines komprimierten Arbeitsfluids zu einem Brennstoffinjektor eines Brenners. Das System enthält allgemein ein Aussengehäuse, das wenigstens einen Abschnitt des Brenners umgibt und das wenigstens teilweise einen Hochdrucksammelraum definiert. Das Aussengehäuse enthält einen Entnahmeanschluss und einen Einlassanschluss, die sich durch das Aussengehäuse dort erstrecken, wo der Entnahmeanschluss mit dem Hochdrucksammelraum in Fluidverbindung steht. Der Brenner enthält ein Injektionsmodul für späte Magerbrennstoffeinspritzung. Das Injektionsmodul für späte Magerbrennstoffeinspritzung enthält einen Brennereinsatz, eine innere Strömungshülse, die einen Abschnitt des Brennereinsatzes längs des Umfangs umgibt, mehrere Brennstoffinjektoren, die längs des Umfangs um die innere Strömungshülse und den Brennereinsatz herum angeordnet sind, eine äussere Luftabschirmung, die die mehreren Brennstoffinjektoren längs des Umfangs umgibt, und einen zwischen der äusseren Luftabschirmung und der inneren Strömungshülse definierten Injektionsluftsammelraum. Die äussere Luftabschirmung definiert wenigstens teilweise einen Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum dort, wo der Einlass mit dem Einlassanschluss in Fluidverbindung steht. Ein äusserer Fluidkreis stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Entnahmeanschluss und dem Einlassanschluss bereit. Ein Umlenkelement erstreckt sich radial zwischen der äusseren Luftabschirmung und dem Aussengehäuse. Das Umlenkelement stellt eine Strömungstrennung zwischen dem Einlasskanal zu dem Injektionsluftsammelraum und dem Hochdrucksammelraum im Innern des Aussengehäuses bereit. Another embodiment of the present invention is a system for controlling an air flow rate of a compressed working fluid to a fuel injector of a burner. The system generally includes an outer housing surrounding at least a portion of the burner and at least partially defining a high pressure accumulation space. The outer housing includes a bleed port and an inlet port extending through the outer housing where the bleed port is in fluid communication with the high pressure header. The burner contains a late lean fuel injection module. The lean lean injection injection module includes a burner liner, an inner flow sleeve surrounding a portion of the burner liner circumferentially, a plurality of fuel injectors circumferentially disposed about the inner flow sleeve and the burner liner, an outer air shield longitudinally extending the plurality of fuel injectors surrounds the circumference, and an injection air collecting space defined between the outer air shield and the inner flow sleeve. The outer air shield at least partially defines an inlet to the injection air plenum where the inlet is in fluid communication with the inlet port. An external fluid circuit provides fluid communication between the extraction port and the inlet port. A deflector extends radially between the outer air shield and the outer housing. The diverter provides flow separation between the inlet channel to the injection air plenum and the high pressure header inside the outer housing.

[0016] Der äussere Fluidkreis jedes vorstehend erwähnten Systems kann ein Durchflussmodulationsventil aufweisen, das stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss angeordnet ist. The outer fluid circuit of each of the aforementioned systems may include a flow modulation valve located downstream of the extraction port and upstream of the inlet port.

[0017] Das System jedes vorstehend erwähnten Typs kann ferner eine Steuerung aufweisen, die mit dem Durchflussmodulationsventil kommunikationsmässig verbunden ist. The system of each type mentioned above may further comprise a controller communicatively connected to the flow modulation valve.

[0018] Der äussere Fluidkreis jedes vorstehend erwähnten Systems kann einen Strömungsverteilungsring aufweisen, der stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss angeordnet ist, wobei sich der Strömungsverteilungsring längs des Umfangs um wenigstens einen Abschnitt des Aussengehäuses herum erstreckt. The outer fluid circuit of each of the aforementioned systems may include a flow distribution ring disposed downstream of the extraction port and upstream of the inlet port, the flow distribution ring extending circumferentially around at least a portion of the outer housing.

[0019] Das Umlenkelement jedes vorstehend erwähnten Systems kann sich radial von einer Innenoberfläche des Aussengehäuses zu der äusseren Luftabschirmung hin erstrecken. The deflector of each system mentioned above may extend radially from an inner surface of the outer housing to the outer air shield.

[0020] Das System jedes vorstehend erwähnten Typs kann ferner eine radiale Dichtung aufweisen, die sich zwischen dem Umlenkelement und der äusseren Luftabschirmung erstreckt. The system of any type mentioned above may further include a radial seal extending between the diverter and the outer air shield.

[0021] Das Umlenkelement, die äussere Luftabschirmung und das Aussengehäuse jedes vorstehend erwähnten Systems können wenigstens teilweise einen Injektionsluftsammelraum definieren, wobei der Injektionsluftsammelraum mit dem Einlassanschluss und dem Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum in Fluidverbindung steht. The diverter element, the outer air shield and the outer housing of each of the aforementioned systems may at least partially define an injection air plenum, the injection air plenum being in fluid communication with the inlet port and the inlet to the injection air plenum.

[0022] Die vorliegende Erfindung kann ferner eine Gasturbine enthalten. Die Gasturbine enthält allgemein einen an einem vorderen Ende der Gasturbine angeordneten Verdichter, einen Brenner, der stromabwärts von dem Verdichter positioniert ist, eine Turbine, die stromabwärts von dem Brenner positioniert ist, und ein System zur Steuerung einer Luftzuflussrate eines komprimierten Arbeitsfluids zu einem Brennstoffinjektor des Brenners. Das System enthält allgemein ein Aussengehäuse, das einen Hochdrucksammelraum definiert, der wenigstens einen Abschnitt des Brenners umgibt, wobei das Aussengehäuse einen Entnahmeanschluss und einen Einlassanschluss enthält, die sich durch das Aussengehäuse erstrecken. Der Entnahmeanschluss steht mit dem Hochdrucksammelraum in Fluidverbindung. Ein Brennereinsatz erstreckt sich im Innern des Aussengehäuses. Mehrere Brennstoffinjektoren sind längs des Umfangs um die innere Strömungshülse und den Brennereinsatz herum angeordnet, und eine innere Strömungshülse umgibt längs des Umfangs einen Abschnitt des Brennereinsatzes. Eine äussere Luftabschirmung umgibt die innere Strömungshülse und die mehreren Brennstoffinjektoren längs des Umfangs. Ein Injektionsluftsammelraum ist zwischen der äusseren Luftabschirmung und der inneren Strömungshülse definiert. Ein Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum erstreckt sich durch die äussere Luftabschirmung, und der Einlass steht mit dem Einlassanschluss in Fluidverbindung. Ein äusserer Fluidkreis stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Entnahmeanschluss und dem Einlassanschluss bereit. Der äussere Fluidkreis enthält ein Durchflussmodulationsventil, das stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss angeordnet ist. Ein Umlenkelement erstreckt sich radial zwischen der äusseren Luftabschirmung und dem Aussengehäuse. Das Umlenkelement stellt eine Strömungstrennung zwischen dem Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum und dem Hochdrucksammelraum im Innern des Aussengehäuses bereit. The present invention may further include a gas turbine. The gas turbine generally includes a compressor disposed at a forward end of the gas turbine, a combustor positioned downstream of the compressor, a turbine positioned downstream of the combustor, and a system for controlling an air feed rate of a compressed working fluid to a fuel injector of the combustor burner. The system generally includes an outer housing defining a high pressure accumulation space surrounding at least a portion of the burner, the outer housing including a bleed port and an inlet port extending through the outer housing. The bleed port is in fluid communication with the high pressure header. A burner insert extends inside the outer housing. A plurality of fuel injectors are disposed circumferentially around the inner flow sleeve and the burner liner, and an inner flow sleeve circumferentially surrounds a portion of the burner liner. An outer air shield surrounds the inner flow sleeve and the plurality of fuel injectors along the circumference. An injection air plenum is defined between the outer air shield and the inner flow sleeve. An inlet to the injection air plenum extends through the outer air shield, and the inlet is in fluid communication with the inlet port. An external fluid circuit provides fluid communication between the extraction port and the inlet port. The outer fluid circuit includes a flow modulation valve located downstream of the extraction port and upstream of the inlet port. A deflector extends radially between the outer air shield and the outer housing. The diverter provides flow separation between the inlet to the injection air plenum and the high pressure accumulation space inside the outer housing.

[0023] Das Umlenkelement jeder vorstehend erwähnten Gasturbine kann sich radial von einer Innenoberfläche des Aussengehäuses zu der äusseren Luftabschirmung hin erstrecken, wobei das System ferner eine radiale Dichtung aufweist, die sich zwischen dem Umlenkelement und der äusseren Luftabschirmung erstreckt. The baffle of each gas turbine mentioned above may extend radially from an inner surface of the outer housing to the outer air shield, the system further comprising a radial seal extending between the baffle and the outer air shield.

[0024] Das Umlenkelement, die äussere Luftabschirmung und das Aussengehäuse jeder vorstehend erwähnten Gasturbine können wenigstens teilweise einen Injektionsluftsammelraum definieren, wobei der Injektionsluftsammelraum mit dem Einlassanschluss und dem Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum in Fluidverbindung steht. The diverter element, outer air shield, and outer housing of each gas turbine mentioned above may at least partially define an injection air plenum, wherein the injection air plenum is in fluid communication with the inlet port and the inlet to the injection air plenum.

[0025] Der äussere Fluidkreis des Systems jeder vorstehend erwähnten Gasturbine kann ferner einen Flussverteilungsring aufweisen, der stromabwärts von dem Entnahmeanschluss und stromaufwärts von dem Einlassanschluss positioniert ist, wobei sich der Flussverteilungsring längs des Umfangs um wenigstens einen Abschnitt des Aussengehäuses herum erstreckt. The outer fluid circuit of the system of each gas turbine mentioned above may further include a flow distribution ring positioned downstream of the extraction port and upstream of the inlet port, the flow distribution ring extending circumferentially around at least a portion of the outer casing.

[0026] Fachleute werden die Merkmale und Aspekte derartiger Ausführungsformen und weitere nach einem Studium der Beschreibung erkennen. Those skilled in the art will recognize the features and aspects of such embodiments and others upon a study of the specification.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0027] Eine vollständige und grundlegende Beschreibung der vorliegenden Erfindung einschliesslich ihrer besten Ausführungsart für den Fachmann wird ausführlicher in dem Rest der Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>eine funktionale Blockdarstellung einer exemplarischen Gasturbine innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung; <tb>Fig. 2<SEP>eine Querschnittsseitenansicht eines Teils einer exemplarischen Gasturbine gemäss wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; <tb>Fig. 3<SEP>eine Querschnittsseitenansicht eines Teils der in Fig. 2 dargestellten Gasturbine gemäss wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; <tb>Fig. 4<SEP>eine Querschnittsseitenansicht eines Teils der in Fig. 2 dargestellten Gasturbine gemäss wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und <tb>Fig. 5<SEP>eine vergrösserte Querschnittsseitenansicht eines Teils der in Fig. 2 dargestellten Gasturbine gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.A complete and basic description of the present invention, including its best mode for those skilled in the art, will be described in more detail in the remainder of the specification with reference to the accompanying drawings, in which: <Tb> FIG. 1 <SEP> is a functional block diagram of an exemplary gas turbine within the scope of the present invention; <Tb> FIG. 2 <SEP> is a cross-sectional side view of a portion of an exemplary gas turbine according to at least one embodiment of the present disclosure; <Tb> FIG. 3 <SEP> is a cross-sectional side view of a portion of the gas turbine illustrated in FIG. 2 in accordance with at least one embodiment of the present disclosure; <Tb> FIG. 4 <SEP> is a cross-sectional side view of a portion of the gas turbine illustrated in FIG. 2, in accordance with at least one embodiment of the present disclosure; and <Tb> FIG. 5 is an enlarged cross-sectional side view of a portion of the gas turbine shown in FIG. 2 in accordance with an embodiment of the present disclosure.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

[0028] Es wird nun im Detail auf vorliegende Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, wovon ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen dargestellt sind. Die detaillierte Beschreibung verwendet Zahlen- und Buchstabenbezeichnungen, um sich auf Merkmale in den Zeichnungen zu beziehen. Gleiche oder ähnliche Bezeichnungen in den Zeichnungen oder in der Beschreibung wurden verwendet, um gleiche oder ähnliche Teile der Erfindung zu bezeichnen. So wie hierin verwendet, können die Begriffe «erst...», «zweit...» und «dritt...» austauschbar verwendet werden, um eine Komponente von einer anderen zu unterscheiden, und sollen keine Lage oder Bedeutung der individuellen Komponenten anzeigen. Die Begriffe «stromaufwärts» und «stromabwärts» beziehen sich auf die relative Lage von Komponenten in einem Fluidstrompfad. Beispielsweise bezieht sich «stromaufwärts» auf die Richtung, aus welcher das Fluid strömt, und «stromabwärts» auf die Richtung, in welche das Fluid strömt. Der Begriff «radial» bezieht sich auf die relative Richtung, die im Wesentlichen rechtwinklig zu einer axialen Mittellinie einer speziellen Komponente ist, und der Begriff «axial» bezieht sich auf die relative Richtung, die im Wesentlichen parallel zu einer axialen Mittellinie einer speziellen Komponente ist. Reference will now be made in detail to present embodiments of the invention, one or more examples of which are illustrated in the drawings. The detailed description uses numerical and letter designations to refer to features in the drawings. Like or similar terms in the drawings or the description have been used to designate the same or similar parts of the invention. As used herein, the terms "first ...", "second ..." and "third ..." may be used interchangeably to distinguish one component from another, and are not meant to indicate location or meaning of the individual components Show. The terms "upstream" and "downstream" refer to the relative position of components in a fluid flow path. For example, "upstream" refers to the direction from which the fluid flows and "downstream" to the direction in which the fluid flows. The term "radial" refers to the relative direction that is substantially perpendicular to an axial centerline of a particular component, and the term "axial" refers to the relative direction that is substantially parallel to an axial centerline of a particular component ,

[0029] Jedes Beispiel wird im Rahmen einer Erläuterung der Erfindung und nicht einer Einschränkung der Erfindung gegeben. Tatsächlich wird es für den Fachmann ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Varianten in der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung von dem Schutzumfang oder Erfindungsgedanken der Erfindung vorgenommen werden können. Beispielsweise können als Teil einer Ausführungsform dargestellte oder beschriebene Merkmale mit einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung zu ergeben. Somit soll die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Varianten beinhalten, soweit sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen. Obwohl exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung allgemein im Kontext mit einem in eine Gasturbine eingebauten Brenner zum Zwecke der Veranschaulichung beschrieben werden, wird der Fachmann leicht erkennen, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf jeden in eine Turbomaschine eingebauten Brenner angewendet werden können und nicht auf einen Gasturbinenbrenner beschränkt sind, sofern es nicht speziell in den Ansprüchen angegeben ist. Each example is given in the context of an explanation of the invention and not a limitation of the invention. Indeed, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope or spirit of the invention. For example, features illustrated or described as part of one embodiment can be used with another embodiment to yield yet a further embodiment of the invention. Thus, the present invention is intended to include such modifications and variations as fall within the scope of the appended claims and their equivalents. Although exemplary embodiments of the present invention will be described generally in the context of a gas turbine combustor for purposes of illustration, those skilled in the art will readily appreciate that embodiments of the present invention may be applied to any burner installed in a turbomachine and are not limited to a gas turbine combustor unless otherwise specified in the claims.

[0030] In den Zeichnungen, in welchen identische Bezugszeichen dieselben Elemente durchgängig durch die Figuren darstellen, stellt Fig. 1 eine funktionale Blockdarstellung einer exemplarischen Gasturbine 10 dar, die verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhalten kann. Gemäss Darstellung enthält die Gasturbine 10 im Wesentlichen einen Einlassbereich 12, der eine Reihe von Filtern, Kühlspiralen, Feuchtigkeitsabscheidern und/oder anderen Vorrichtungen zum Reinigen und anderweitigen Konditionieren eines Arbeitsfluids (z.B. Luft) 14 haben kann, das in die Gasturbine 10 eintritt. Das Arbeitsfluid 14 strömt zu einem Verdichterbereich, wo ein Verdichter 16 dem Arbeitsfluid 14 progressiv kinetische Energie verleiht, um ein verdichtetes Arbeitsfluid 18 in einem hoch energetischen Zustand zu erzeugen. In the drawings, wherein like reference numerals represent the same elements throughout the figures, FIG. 1 illustrates a functional block diagram of an exemplary gas turbine engine 10 that may incorporate various embodiments of the present invention. As shown, the gas turbine engine 10 generally includes an inlet section 12 that may have a series of filters, cooling coils, moisture separators, and / or other devices for cleaning and otherwise conditioning a working fluid (e.g., air) 14 entering the gas turbine engine 10. The working fluid 14 flows to a compressor region where a compressor 16 progressively imparts kinetic energy to the working fluid 14 to produce a compressed working fluid 18 in a high energy state.

[0031] Das verdichtete Arbeitsfluid 18 wird mit einem Brennstoff 20 aus einer Brennstoffzuführungseinrichtung 22 gemischt, um ein brennbares Gemisch in einem oder mehreren Brennern 24 auszubilden. Das brennbare Gemisch wird verbrannt, um Verbrennungsgase 26 mit hoher Temperatur und hohem Druck zu erzeugen. Die Verbrennungsgase 26 strömen durch eine Turbine 28 eines Turbinenbereichs zum Erzeugen von Arbeit. Beispielsweise kann die Turbine 28 mit einer Welle 30 dergestalt verbunden sein, dass die Rotation der Turbine 28 den Verdichter 16 zum Erzeugen des verdichteten Arbeitsfluids 18 antreibt. Alternativ oder zusätzlich kann die Welle 30 die Turbine 28 mit einem Generator 32 zum Erzeugen von Elektrizität verbinden. Abgase 34 aus der Turbine 28 strömen durch einen Auslassabschnitt 36, der die Turbine 28 mit einem Abgasschacht 38 stromabwärts von der Turbine 28 verbindet. Der Auslassabschnitt 36 kann beispielsweise einen (nicht dargestellten) Wärmerückgewinnungsdampfgenerator zum Reinigen und Entziehen zusätzlicher Wärme aus den Abgasen 34 vor der Abgabe an die Umgebung enthalten. The compressed working fluid 18 is mixed with a fuel 20 from a fuel supply device 22 to form a combustible mixture in one or more burners 24. The combustible mixture is burned to produce combustion gases 26 of high temperature and high pressure. The combustion gases 26 pass through a turbine 28 of a turbine section for generating work. For example, the turbine 28 may be connected to a shaft 30 such that rotation of the turbine 28 drives the compressor 16 to produce the compressed working fluid 18. Alternatively or additionally, the shaft 30 may connect the turbine 28 to a generator 32 for generating electricity. Exhaust gases 34 from the turbine 28 flow through an exhaust section 36 connecting the turbine 28 to an exhaust stack 38 downstream of the turbine 28. For example, the outlet section 36 may include a heat recovery steam generator (not shown) for purifying and removing additional heat from the exhaust gases 34 prior to discharge to the environment.

[0032] Fig. 2 stellt eine Querschnittsseitenansicht eines Teils einer exemplarischen Gasturbine 10 dar, die einen von den Brennern 24 und einem System 50 zum Steuern einer Flussrate des komprimierten Arbeitsfluids 18 zu dem Brenner 24 enthält, der hierin als das «System 50» bezeichnet wird. Gemäss Darstellung enthält das System 50 ein Aussengehäuse 52, wie z.B. ein Verdichterauslassgehäuse und/oder ein Turbinengehäuse, das mit dem Verdichter 16 in Fluidverbindung steht, einen äusseren Fluidkreis 54, um einen Teil des komprimierten Arbeitsfluids 18 aus dem Aussengehäuse 52 heraus und zurückzuführen, und ein Umlenkelement 56, das sich radial zwischen einer Innenoberfläche 58 des Aussengehäuses 52 und einer Aussenoberfläche eines Teils der äusseren Luftabschirmung 62 des Brenners 24 erstreckt. FIG. 2 illustrates a cross-sectional side view of a portion of an exemplary gas turbine engine 10 including one of the combustors 24 and a system 50 for controlling a flow rate of the compressed working fluid 18 to the combustor 24, referred to herein as the "system 50" becomes. As shown, the system 50 includes an outer housing 52, such as shown in FIG. a compressor outlet housing and / or a turbine housing in fluid communication with the compressor 16; an outer fluid circuit 54 for expelling and recirculating a portion of the compressed working fluid 18 out of the outer housing 52 and a deflector 56 extending radially between an inner surface 58 of the housing Outer housing 52 and an outer surface of a portion of the outer air shield 62 of the burner 24 extends.

[0033] Gemäss Darstellung in Fig. 2 erstreckt der Brenner 24 wenigstens teilweise durch das Aussengehäuse 52. Der Brenner 24 enthält im Wesentlichen eine Endabdeckung 64, die mit dem Aussengehäuse 52 an einem Ende des Brenners 24 verbunden ist. Der Brenner 24 enthält ferner wenigstens eine sich axial erstreckende Brennstoffdüse 66, die sich stromabwärts von der Endabdeckung 64 erstreckt, eine ringförmige Kappenanordnung 68, die sich radial und axial in dem Aussengehäuse 52 stromabwärts von der Endabdeckung 64 erstreckt, und einen ringförmigen Brennereinsatz oder Durchlass 70, der sich stromabwärts von der Kappenanordnung 68 erstreckt, und eine oder mehrere ringförmige Strömungshülsen 72, die wenigstens teilweise einen Teil des Brennereinsatzes 70 umgeben. In speziellen Ausführungsformen erstrecken sich mehrere radial erstreckende Brennstoffinjektoren 74 durch den Brennereinsatz 70 stromabwärts von der wenigstens einen sich axial erstreckenden Brennstoffdüse 66 hindurch. As shown in Fig. 2, the burner 24 extends at least partially through the outer housing 52. The burner 24 essentially includes an end cap 64 which is connected to the outer housing 52 at one end of the burner 24. The combustor 24 further includes at least one axially extending fuel nozzle 66 extending downstream from the end cover 64, an annular cap assembly 68 extending radially and axially within the outer housing 52 downstream from the end cap 64, and an annular burner liner or passage 70 extending downstream of the cap assembly 68 and one or more annular flow sleeves 72 at least partially surrounding a portion of the burner cartridge 70. In particular embodiments, a plurality of radially extending fuel injectors 74 extend through the burner liner 70 downstream of the at least one axially extending fuel nozzle 66.

[0034] Die Kappenanordnung 68 enthält im Wesentlichen ein vorderes Ende 76, das stromabwärts von der Endabdeckung 64 positioniert ist, ein hinteres Ende 78, das stromabwärts von dem vorderen Ende 76 angeordnet ist, und ein oder mehrere ringförmige Mantelringe 80, die sich wenigstens teilweise dazwischen erstrecken. In speziellen Ausführungsformen erstreckt sich die wenigstens eine sich axial erstreckende Brennstoffdüse 66 wenigstens teilweise durch das hintere Ende 78 der Kappenanordnung 66, um ein brennbares Gemisch 82 bereitzustellen, das wenigstens teilweise den Brennstoff 20 (Fig. 1 ) und einen Teil des komprimierten Arbeitsfluids 18 zu einer Brennkammer 84 zur Verbrennung in einer primären Verbrennungszone 86 aufweist, die sich stromabwärts von dem hinteren Ende 78 der Kappenanordnung 68 befindet. The cap assembly 68 generally includes a forward end 76 positioned downstream of the end cap 64, a rear end 78 disposed downstream of the forward end 76, and one or more annular shrouds 80 that extend at least partially extend in between. In particular embodiments, the at least one axially extending fuel nozzle 66 extends at least partially through the aft end 78 of the cap assembly 66 to provide a combustible mixture 82 that at least partially communicates the fuel 20 (FIG. 1) and a portion of the compressed working fluid 18 a combustor 84 for combustion in a primary combustion zone 86 located downstream from the aft end 78 of the cap assembly 68.

[0035] Fig. 3 stellt eine Querschnittsseitenansicht eines Teils des in Fig. 2 dargestellten Brenners 24 bereit, der in den Schutzumfang verschiedener Ausführungsformen dieser Offenbarung fällt. Gemäss Darstellung in Fig. 3 umgibt der Brennereinsatz 70 in Umfangsrichtung die Brennkammer 84 und die primäre Verbrennungszone 86. Die ringförmige Strömungshülse(n) 72 kann einen oder mehrere Kühlströmungsdurchlass/durchlässe 87 definieren, um das komprimierte Arbeitsfluid 18 über eine Aussenoberfläche des Brennereinsatzes 70 zur Kühlung des Brenners 24 während des Betriebs zu führen. In speziellen Ausführungsformen sind die mehreren Brennstoffinjektoren 74 in Umfangsrichtung um den Brennereinsatz 70 herum angeordnet. Jeder von den mehreren Brennstoffinjektoren 74 erstreckt sich durch eine entsprechende Öffnung 88, die wenigstens teilweise durch den Brennereinsatz 70 definiert wird. Jeder Brennstoffinjektor 74 stellt eine Fluidverbindung durch den Brennereinsatz 70 hindurch zu der Brennkammer 84 bereit. FIG. 3 provides a cross-sectional side view of a portion of the combustor 24 shown in FIG. 2 that falls within the scope of various embodiments of this disclosure. As shown in FIG. 3, combustor liner 70 circumferentially surrounds combustion chamber 84 and primary combustion zone 86. Annular flow sleeve (s) 72 may define one or more cooling flow passage (s) 87 for directing compressed working fluid 18 across an outer surface of burner core 70 Cooling of the burner 24 to run during operation. In particular embodiments, the plurality of fuel injectors 74 are circumferentially disposed about the burner liner 70. Each of the plurality of fuel injectors 74 extends through a respective opening 88 defined at least in part by the burner liner 70. Each fuel injector 74 provides fluid communication through the burner liner 70 to the combustor 84.

[0036] Gemäss Darstellung in Fig. 3 umgibt die äussere Luftabschirmung 62 in Umfangsrichtung wenigstens einen Teil des Brennereinsatzes 70. Die äussere Luftabschirmung 62 ist im Wesentlichen radial von dem Brennereinsatz 70 getrennt, um wenigstens teilweise einen Injektionsluftsammelraum 90 dazwischen zu definieren. In speziellen Ausführungsformen ist wenigstens eine von der wenigstens einen ringförmigen Strömungshülse 72 wenigstens teilweise von der äusseren Luftabschirmung 62 umgeben. In speziellen Ausführungsformen umgibt die äussere Luftabschirmung 62 in Umfangsrichtung die mehreren Brennstoffinjektoren 74. Die mehreren Brennstoffinjektoren 74 stehen mit dem Injektionsluftsammelraum 90 in Verbindung. In speziellen Ausführungsformen definiert die äussere Luftabschirmung 62 wenigstens teilweise einen Luftkanal 62 zu dem Injektionsluftsammelraum 90. Die äussere Luftabschirmung 62 umgibt wenigstens teilweise ein Ende des Brennstoffverteilers 96. Die mehreren Brennstoffinjektoren 74 sind fluidmässig mit dem Brennstoffverteiler durch eine oder mehrere (nicht dargestellte) Fluidverbindungen verbunden, die Brennstoff an jeden Brennstoffinjektor 74 liefern. As shown in Figure 3, the outer air shield 62 circumferentially surrounds at least a portion of the burner liner 70. The outer air shield 62 is substantially radially separated from the burner liner 70 to at least partially define an injection air plenum 90 therebetween. In particular embodiments, at least one of the at least one annular flow sleeve 72 is at least partially surrounded by the outer air shield 62. In particular embodiments, the outer air shield 62 circumferentially surrounds the plurality of fuel injectors 74. The plurality of fuel injectors 74 communicate with the injection air plenum 90. In particular embodiments, the outer air shield 62 at least partially defines an air passage 62 to the injection air plenum 90. The outer air shield 62 at least partially surrounds one end of the fuel rail 96. The plurality of fuel injectors 74 are fluidly connected to the fuel rail by one or more fluid connections (not shown) which supply fuel to each fuel injector 74.

[0037] In speziellen Ausführungsformen können, wie in Fig. 3 dargestellt, der Brennereinsatz 70, die äussere Luftabschirmung 62 und die Brennstoffinjektoren 74 Teil eines Verbrennungsmoduls 94 sein. Das Verbrennungsmodul 94 enthält im Wesentlichen einen ringförmigen Brennstoffverteiler 96, der an einem vorderen Ende des Verbrennungsmoduls 94 angeordnet ist und eine Brennstoffinjektionsanordnung 97, die sich stromabwärts von dem Brennstoffverteiler 96 erstreckt. Der Brennereinsatz 70, die äussere Luftabschirmung 62 und die Brennstoffinjektoren 74 sind im Wesentlichen als Teil der Brennstoffinjektionsanordnung 97 enthalten. In particular embodiments, as shown in FIG. 3, the combustor liner 70, the outer air shield 62, and the fuel injectors 74 may be part of a combustion module 94. The combustion module 94 generally includes an annular fuel manifold 96 disposed at a forward end of the combustion module 94 and a fuel injection assembly 97 extending downstream from the fuel manifold 96. The combustor liner 70, the outer air shield 62 and the fuel injectors 74 are substantially included as part of the fuel injection assembly 97.

[0038] Gemäss Darstellung in Fig. 2 definiert das Aussengehäuse 52 wenigstens teilweise einen Hochdrucksammelraum 98, der wenigstens einen Teil des Brenners 24 umgibt. Fig. 4 stellt eine Querschnittsansicht des Teils der in Fig. 2 dargestellten Gasturbine 10 gemäss wenigstens einer Ausführungsform bereit, wobei der Brenner 24 und/oder das Verbrennungsmodul 94 zur Verdeutlichung weggelassen sind. In speziellen Ausführungsformen enthält das in Fig. 4 dargestellte Aussengehäuse 52 ein Verdichterauslassgehäuse 100 und ein Turbinenaussengehäuse oder eine Schale 102. Das Verdichterauslassgehäuse 100 und das Turbinenaussengehäuse 102 definieren wenigstens teilweise den Hochdrucksammelräum 98. Das Aussengehäuse 52 definiert teilweise eine Brenneröffnung 104 zum Einbau und/oder zur Unterstützung des Brenners 24. Zusätzlich definiert das Aussengehäuse 52 wenigstens teilweise wenigstens einen Entnahmeanschluss 105 und wenigstens einen Einlassanschluss 108. Der Entnahmeanschluss bzw. die Anschlüsse 106 und der Einlassanschluss bzw. die Einlasse 108 erstrecken sich wenigstens teilweise durch das Aussengehäuse 52 hindurch, um eine Fluidverbindung durch diese hindurch bereitzustellen. Der Entnahmeanschluss bzw. die Anschlüsse 106 stehen mit dem Hochdrucksammelraum 98 in Fluidverbindung. In speziellen Ausführungsformen erstrecken sich der Entnahmeanschluss bzw. die Anschlüsse 106 durch das Turbinenaussengehäuse 102 hindurch, und der Einlassanschluss bzw. die Anschlüsse 108 erstrecken sich durch das Verdichterauslassgehäuse 100 hindurch. As shown in Fig. 2, the outer housing 52 at least partially defines a high-pressure accumulation space 98 which surrounds at least a portion of the burner 24. FIG. 4 provides a cross-sectional view of the portion of the gas turbine 10 shown in FIG. 2, in accordance with at least one embodiment, with the burner 24 and / or combustion module 94 omitted for clarity. In particular embodiments, the outer housing 52 illustrated in FIG. 4 includes a compressor outlet housing 100 and a turbine exterior housing or shell 102. The compressor outlet housing 100 and the turbine exterior housing 102 at least partially define the high pressure collection chamber 98. The outer housing 52 partially defines a burner port 104 for installation and / or in addition to the burner 24. In addition, the outer housing 52 at least partially defines at least one removal port 105 and at least one inlet port 108. The withdrawal port or ports 106 and the inlet port or inlets 108 at least partially extend through the outer housing 52 therethrough To provide fluid connection therethrough. The extraction port (s) 106 are in fluid communication with the high pressure accumulation space 98. In particular embodiments, the bleed port (s) 106 extend through the turbine outer housing 102, and the inlet port (s) 108 extend through the compressor outlet housing 100.

[0039] In speziellen Ausführungsformen erstreckt sich gemäss Darstellung in Fig. 4 das Umlenkelement 56 von der Innenoberfläche 58 des Aussengehäuses 52 radial nach innen. Das Umlenkelement 56 ist im Wesentlichen zwischen dem Entnahmeanschluss bzw. den Anschlüssen 106 und dem Einlassanschluss bzw. den Anschlüssen 108 angeordnet. In speziellen Ausführungsformen erstreckt sich das Umlenkelement 56 von einer Innenoberfläche 109 des Verdichterauslassgehäuses 100 nach innen. Das Umlenkelement 56 kann als ein Einzelteil zusammen mit dem Aussengehäuse 52 gegossen sein, oder kann mit der Innenoberfläche 58 durch beliebige im Fachgebiet bekannte Einrichtungen verbunden sein, die für die gedachte Umgebung geeignet sind, wie z.B. durch Verschweissen, Einsetzen in einen Kanal, Verschrauben oder durch Bolzenbefestigung. In speziellen Ausführungsformen kann eine radiale Dichtung 110, wie z.B. eine Federdichtung oder eine Hula-Dichtung, entlang einem Abschnitt einer Innenoberfläche 102 des Umlenkelementes 56 angeordnet sein. Die Dichtung 110 erstreckt sich von der Innenoberfläche 112 des Umlenkelementes 56 radial nach innen. In specific embodiments, as shown in FIG. 4, the deflection element 56 extends radially inward from the inner surface 58 of the outer housing 52. The deflection element 56 is arranged substantially between the removal connection or the connections 106 and the inlet connection or the connections 108. In particular embodiments, the baffle 56 extends inwardly from an interior surface 109 of the compressor outlet housing 100. The diverter 56 may be molded as a single piece together with the outer housing 52, or may be connected to the inner surface 58 by any means known in the art suitable for the intended environment, such as e.g. by welding, insertion into a channel, screwing or bolt fastening. In particular embodiments, a radial seal 110, such as e.g. a feather seal or a hula seal, along a portion of an inner surface 102 of the deflector 56 may be arranged. The seal 110 extends radially inwardly from the inner surface 112 of the diverter element 56.

[0040] In speziellen Ausführungsformen erstreckt sich gemäss Darstellung in Fig. 2 das Umlenkelement 56 radial zwischen der Aussenoberflache 60 der äusseren Luftabschirmung 62 und der Innenoberfläche 58 des Aussengehäuses 52. Auf diese Weise definieren die äussere Luftabschirmung 62, das Aussengehäuse 52 und das Umlenkelement 56 wenigstens teilweise einen Injektionsluftsammelraum 114 dazwischen. Der/die Einlassanschluss/anschlüsse 108 stellen eine Fluidverbindung in den Injektionsluftsammelraum 114 bereit. Das Umlenkelement 56 stellt wenigstens teilweise eine Strömungstrennung zwischen dem Einlasskanal 62 zu dem Injektionsluftsammelraum 90 und dem Hochdrucksammel-räum 98 in dem Aussengehäuse 52 und/oder zwischen dem Injektionsluftsammelraum 114 und dem Hochdrucksammelraum 98 bereit. In specific embodiments, as shown in Fig. 2, the deflector 56 extends radially between the outer surface 60 of the outer air shield 62 and the inner surface 58 of the outer housing 52. In this way, define the outer air shield 62, the outer housing 52 and the deflector 56th at least partially an injection air plenum 114 in between. The inlet port (s) 108 provide fluid communication into the injection air plenum 114. The diverter element 56 at least partially provides flow separation between the inlet channel 62 to the injection air plenum 90 and the high-pressure accumulation space 98 in the outer casing 52 and / or between the injection air plenum 114 and the high-pressure plenum 98.

[0041] Gemäss Darstellung in Fig. 2 und 4 weist der äussere Fluidkreis 54 im Wesentlichen einen oder mehrere Fluidleitungen 116, wie z.B. Rohre, auf, die eine Fluidverbindung zwischen dem/den Entnahmeanschluss/anschlüssen 106 und dem/den Einlassanschluss/anschlüssen 108 ausserhalb des Gehäuses 52 bereitstellen. In speziellen Ausführungsformen enthält der äussere Fluidkreis 54 ein oder mehrere Durchflussmodulationsventile 118, um eine Flussrate des komprimierten Arbeitsfluids zwischen dem Entnahmeanschluss bzw. den Anschlüssen 106 und dem Einlassanschluss bzw. den Anschlüssen 108 zu steuern. Das/die Durchflussmodulationsventil/ventile 118 sind im Wesentlichen stromabwärts von dem/den Entnahmeanschluss/anschlüssen 106 und stromaufwärts von dem/den Einlassanschluss/anschlüssen 108 angeordnet. Das/die Durchflussmodulationsventil/ventile 118 können jeden Typ von Durchflusssteuerungsventil beinhalten, der in der Industrie bekannt ist, wie z.B. Klappen- oder Kugelventile. As shown in Figures 2 and 4, the outer fluid circuit 54 essentially comprises one or more fluid conduits 116, e.g. Pipes, which provide a fluid connection between the / the removal port / connections 106 and the / the inlet port / connections 108 outside the housing 52. In particular embodiments, the outer fluid circuit 54 includes one or more flow modulation valves 118 to control a flow rate of the compressed working fluid between the exhaust port (s) 106 and the inlet port (s) 108. The flow modulation valve (s) 118 are located substantially downstream of the extraction port (s) 106 and upstream of the inlet port (s) 108. The flow modulation valve (s) 118 may include any type of flow control valve that is known in the industry, such as e.g. Flap or ball valves.

[0042] In einer Ausführungsform weist der Fluidkreis 54 ferner einen Fluidverteiler 120 auf. Der Fluidverteiler 120 ist stromabwärts von dem/den Entnahmeanschluss/anschlüssen 106 und stromaufwärts von dem/den Einlassanschluss/anschlüssen 108 angeordnet. Der Fluidverteiler 120 kann sich in Umfangsrichtung um wenigstens einen Teil des Aussengehäuses 52 erstrecken. In one embodiment, the fluid circuit 54 further includes a fluid manifold 120. The fluid manifold 120 is disposed downstream of the extraction port (s) 106 and upstream of the inlet port (s) 108. The fluid distributor 120 may extend circumferentially about at least a portion of the outer housing 52.

[0043] In speziellen Ausführungsformen enthält die Gasturbine 10 mehrere in einer ringförmigen Anordnung um das Aussengehäuse 52 herum angeordnete Brenner 24. Wenigstens einer von dem/den Entnahmeanschluss/anschlüssen 106 stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Hochdrucksammelraum 98 und dem Fluidverteiler 120 bereit. Mehrere von dem/den Einlassanschluss/anschlüssen 108 erstrecken sich durch das Aussengehäuse 52 dort, wo sich jeder Einlassanschluss 108 durch das Aussengehäuse 52 hindurch im Wesentlichen in der Nähe zu einem entsprechenden Brenner 24 der mehreren Brenner 24 erstreckt. Der Fluidkreis 54 enthält ferner mehrere Durchflussmodulationsventile 118. Jedes oder einige von den Durchflussmodulationsventilen 118 können stromabwärts von dem/den Auslassanschluss/anschlüssen 106 und stromaufwärts von dem Fluidverteiler 120 angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens eines von den mehreren Durchflussmodulationsventilen 118 stromabwärts von dem Fluidverteiler 120 und stromaufwärts von einem entsprechenden von den mehreren Einlassanschlüssen 108 angeordnet sein. Diese Ausführungsform ermöglicht weniger Entnahmeanschlüsse 106 aus dem Aussengehäuse, während sie gleichzeitig eine Steuerung der Luftflussrate des komprimierten Arbeitsfluids 18 aus dem Hochdrucksammelraum 64 in jeden Brenner 24 ermöglicht. In particular embodiments, the gas turbine engine 10 includes a plurality of burners 24 disposed about the outer casing 52 in an annular array. At least one of the discharge port (s) 106 provides fluid communication between the high pressure accumulation space 98 and the fluid manifold 120. Several of the inlet port (s) 108 extend through the outer housing 52 where each inlet port 108 extends through the outer housing 52 substantially in proximity to a respective burner 24 of the plurality of burners 24. The fluid circuit 54 further includes a plurality of flow modulation valves 118. Each or some of the flow modulation valves 118 may be located downstream of the outlet port (s) 106 and upstream of the fluid manifold 120. Additionally or alternatively, at least one of the plurality of flow modulation valves 118 may be located downstream of the fluid manifold 120 and upstream of a corresponding one of the plurality of inlet ports 108. This embodiment allows fewer removal ports 106 from the outer housing while allowing control of the rate of air flow of the compressed working fluid 18 from the high pressure accumulation space 64 into each burner 24.

[0044] In speziellen Ausführungsformen ist/sind das Durchflussmodulationsventil/ventile 118 mit einer elektronischen Steuerung 122 gekoppelt. Die Steuerung 122 kann jede Steuerung sein, die dafür geeignet ist, das Durchflussmodulationsventil/ventile in wenigstens eine teilweise offene und/oder geschlossene Position in Reaktion auf eine Benutzereingäbe oder in Reaktion auf ein Rückkopplungssignal aus einem (nicht dargestellten) Sensor zu betätigen, der auf und/oder in Turbine 10 angeordnet ist. Beispielsweise kann die Steuerung 122 ein SPEEDTRONIC™ Gasturbinensteuerungssystem von General Electric sein. Die Steuerung 122 kann ein Computersystem mit einem Prozessor/Prozessoren sein, die Programme zum Steuern des Betriebs des/der Durchflussmodulationsventil/ventile 118 ausführen und/oder eines enthalten. In particular embodiments, the flow modulation valve (s) 118 is / are coupled to an electronic controller 122. The controller 122 may be any controller that is operable to actuate the flow modulation valve (s) to at least a partially open and / or closed position in response to a user input or in response to a feedback signal from a sensor (not shown) and / or is arranged in turbine 10. For example, the controller 122 may be a General Electric SPEEDTRONIC ™ gas turbine control system. The controller 122 may be a computer system having a processor / processors that execute and / or include programs for controlling the operation of the flow modulation valve (s) 118.

[0045] Fig. 5 stellt eine vergrösserte Querschnittsseitenansicht eines Teils einer in Fig. 2 dargestellten Gasturbine gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereit. Wie in Fig. 5 dargestellt, steht die äussere Luftabschirmung 60 mit einem Seitenabschnitt 123 des Umlenkelementes 56 in Eingriff und/oder ist in der Nähe davon angeordnet. Die äussere Luftabschirmung 60 kann starr mit einer der Strömungshülsen 72 verbunden sein. Alternativ kann die äussere Luftabschirmung 60 verschiebbar mit der Strömungshülse 72 in Eingriff stehen, um eine Wärmeausdehnung des Verdichterauslassgehäuses 100 während des Betriebs der Gasturbine zu ermöglichen. FIG. 5 provides an enlarged cross-sectional side view of a portion of a gas turbine shown in FIG. 2 in accordance with an embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 5, the outer air shield 60 engages and / or is disposed in the vicinity of a side portion 123 of the deflector 56. The outer air shield 60 may be rigidly connected to one of the flow sleeves 72. Alternatively, the outer air shield 60 may slidably engage the flow sleeve 72 to permit thermal expansion of the compressor discharge housing 100 during operation of the gas turbine.

[0046] Im Betrieb strömt, wie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt, das komprimierte Arbeitsfluid 18 aus dem Verdichter 16 und wird in den Hochdrucksammelraum 98 geleitet. Ein erster Anteil des komprimierten Arbeitsfluids 18 wird durch den/die Kühlungsströmungsdurchlass/durchlässe 87 zu der Endabdeckung 64 geleitet, wo es seine Richtung umkehrt und dann durch eine sich axial erstreckende Brennstoffdüse 66 geleitet wird. Der erste Teil des komprimierten Arbeitsfluids 18 wird mit Brennstoff 22 (Fig. 1 ) vermischt, um das brennbare Gemisch 62 auszubilden, das in die Brennkammer 84 zur Verbrennung in der primären Verbrennungszone 86 injiziert wird. Während bestimmter Betriebsmodi der Gasturbine 10, wie z.B. während eines Grundlast- oder Herunterfahrbetriebs werden das/die Durchflussmodulationsventil/ventile 118 in eine im Wesentlichen teilweise offenen Position betätigt, um den Durchfluss eines zweiten Anteils des komprimierten Arbeitsfluids 18 aus dem Hochdrucksammelräum 98 durch die Entnahmeauslässe 106 entlang des externen Fluidkreises 54 und durch die Einlassanschlüsse 108 in den Injektionsluftsammelraum 114 zu ermöglichen. In operation, as shown in FIGS. 2 to 4, the compressed working fluid 18 flows out of the compressor 16 and is directed into the high-pressure accumulation space 98. A first portion of the compressed working fluid 18 is directed through the cooling flow passage (s) 87 to the end cover 64, where it reverses direction and then passes through an axially extending fuel nozzle 66. The first portion of the compressed working fluid 18 is mixed with fuel 22 (FIG. 1) to form the combustible mixture 62, which is injected into the combustion chamber 84 for combustion in the primary combustion zone 86. During certain operating modes of the gas turbine engine 10, such as e.g. During a base load or shutdown operation, the flow modulation valve (s) 118 are actuated to a substantially partially open position to allow passage of a second portion of the compressed working fluid 18 from the high pressure accumulation chamber 98 through the exhaust outlets 106 along the external fluid circuit 54 and through the inlet ports 108 into the injection air collecting space 114 to allow.

[0047] Das Umlenkelement 56 stellt eine Strömungstrennungsbarriere zwischen dem Hochdrucksammelräum 98 und dem Injektionsluftsammelraum 114 bereit, um dem/den Durchflussmodulationsventil/ventilen 118 zu ermöglichen, die Flussrate des zweiten Anteils des komprimierten Arbeitsfluids 18 zu steuern, das zwischen dem Hochdrucksammelraum 98 und dem Injektionsluftsammelraum 114 strömt. Das/die Durchflusssteuerungsventil/ventile 118 können zum Erhöhen oder Verringern der Durchflussrate des zweiten Anteils des komprimierten Arbeitsfluids 18 betätigt werden, das von dem Hochdrucksammelraum 98 durch den Fluidkreis 54 und in den Injektionsluftsammelraum 114 strömt. Der zweite Anteil des komprimierten Arbeitsfluids 18 wird dann durch den Einlasskanal 92 in den Injektionsluftsammelraum 90 und in jeden von den mehreren Brennstoffinjektoren 74 geleitet, wo es mit Brennstoff vermischt wird, um ein zweites brennbares Gemisch 124 zu erzeugen. Das zweite brennbare Gemisch 124 wird dann durch den Brennereinsatz 70 hindurch injiziert und in der sekundären Verbrennungszone 126 verbrannt, die sich im Wesentlichen stromabwärts von der einen oder den mehreren Öffnungen 88 befindet, um dadurch die Leistung des Brenners ohne signifikante Erhöhung von Emissionswerten erhöht. The diverter 56 provides a flow separation barrier between the high pressure accumulation chamber 98 and the injection air plenum 114 to allow the flow modulator valve / valves 118 to control the flow rate of the second portion of the compressed working fluid 18 between the high pressure accumulator 98 and the injection air plenum 114 flows. The flow control valve (s) 118 may be actuated to increase or decrease the flow rate of the second portion of the compressed working fluid 18 flowing from the high pressure accumulator 98 through the fluid circuit 54 and into the injection air plenum 114. The second portion of the compressed working fluid 18 is then directed through the inlet channel 92 into the injection air plenum 90 and into each of the plurality of fuel injectors 74, where it is mixed with fuel to produce a second combustible mixture 124. The second combustible mixture 124 is then injected through the combustor liner 70 and combusted in the secondary combustion zone 126, which is substantially downstream of the one or more ports 88, thereby increasing the performance of the combustor without significantly increasing emission levels.

[0048] Während bestimmter Betriebsmodi der Gasturbine 10, wie z.B. während eines Kaltbrennstoffbetriebs, Flüssigbrennstoffbetriebs und/oder eines Hochfahrbetriebs können das/die Durchflussmodulationsventil/ventile 118 wenigstens teilweise oder vollständig geschlossen sein, um den Fluss des zweiten Anteils des komprimierten Arbeitsfluids 18 durch den äusseren Fluidkreis 54 und in den Injektionsluftsammelraum 90 einzuschränken oder zu eliminieren, um dadurch eine Luftverdünnung für die durch die primäre Verbrennungszone 86 strömenden Verbrennungsgase zu reduzieren oder zu verhindern. Das Umlenkelement 56 stellt eine Strömungsbarriere zwischen dem Aussengehäuse 52 und der äusseren Luftabschirmung 62 zum Reduzieren oder Verhindern einer Luftleckage zwischen dem Hochdrucksammelraum und dem Injektionsluftsammelraum bereit. Demzufolge können der erste und der zweite Anteil des komprimierten Arbeitsfluids 18 durch den/die Kühlströmungsdurchlass/durchlässe 87 zu der Endabdeckung 84 geleitet werden, um dadurch die Kühlung des Brennereinsatzes 70 und/oder der Kappenanordnung 68 zu verbessern. Zusätzlich kann das zusätzliche komprimierte Arbeitsfluid 18 die Verbrennung steigern, was die Gesamtleistung des Brenners 24 weiter verbessert. During certain operating modes of the gas turbine engine 10, such as e.g. during cold fuel operation, liquid fuel operation, and / or a boost operation, the flow modulation valve (s) 118 may be at least partially or completely closed to restrict or eliminate the flow of the second portion of the compressed working fluid 18 through the outer fluid circuit 54 and into the injection air plenum 90; to thereby reduce or prevent air dilution for the combustion gases flowing through the primary combustion zone 86. The baffle 56 provides a flow barrier between the outer housing 52 and the outer air shield 62 for reducing or preventing air leakage between the high pressure header and the injection air plenum. As a result, the first and second portions of the compressed working fluid 18 may be directed through the cooling flow passage (s) 87 to the end cover 84, thereby improving the cooling of the burner core 70 and / or the cap assembly 68. Additionally, the additional compressed working fluid 18 may increase combustion, further improving the overall performance of the combustor 24.

[0049] Diese Beschreibung nutzt Beispiele, um die Erfindung einschliesslich ihrer besten Ausführungsart offenzulegen und um auch jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung einschliesslich der Herstellung und Nutzung aller Elemente und Systeme und der Durchführung aller einbezogenen Verfahren in die Praxis umzusetzen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für den Fachmann ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche enthalten. This description uses examples to disclose the invention, including its best mode, and also to enable any person skilled in the art to practice the invention, including the manufacture and use of all elements and systems and practice of all methods involved. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that will be apparent to those skilled in the art. Such other examples are intended to be within the scope of the invention if they have structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or if they include equivalent structural elements with insubstantial differences from the literal languages of the claims.

[0050] Ein System zur Steuerung einer Luftflussrate eines komprimierten Arbeitsfluids zu einem Brennstoffinjektor eines Brenners enthält ein Aussengehäuse, das einen Hochdrucksammelraum um einen Abschnitt des Brenners herum definiert, einen Entnahmeanschluss in Fluidverbindung mit dem Hochdrucksammelraum und einen Einlassanschluss. Der Brenner enthält mehrere um einen Brennereinsatz herum angeordnete Brennstoffinjektoren, eine innere Strömungshülse, eine äussere Luftabschirmung, die die mehreren Brennstoffinjektoren und die innere Strömungshülse umgibt. Die äussere Luftabschirmung definiert einen Injektionsluftsammelraum zwischen der äusseren Luftabschirmung und der inneren Strömungshülse und einen Einlass zu dem Injektionsluftsammelraum. Ein äusserer Fluidkreis stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Entnahmeanschluss und dem Einlassanschluss bereit. Ein Umlenkelement erstreckt sich zwischen dem Aussengehäuse und der äusseren Luftabschirmung, um eine Strömungstrennung zwischen dem Einlass und dem Hochdrucksammelraum zu schaffen. A system for controlling an air flow rate of a compressed working fluid to a fuel injector of a combustor includes an outer housing defining a high pressure header around a portion of the combustor, a bleed port in fluid communication with the high pressure header, and an inlet port. The burner includes a plurality of fuel injectors disposed about a burner core, an inner flow sleeve, an outer air shield surrounding the plurality of fuel injectors and the inner flow sleeve. The outer air shield defines an injection air plenum between the outer air shield and the inner flow sleeve and an inlet to the injection air plenum. An external fluid circuit provides fluid communication between the extraction port and the inlet port. A baffle extends between the outer housing and the outer air shield to provide flow separation between the inlet and the high pressure header.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

[0051] <tb>10<SEP>Gasturbine <tb>12<SEP>Einlassbereich <tb>14<SEP>Arbeitsfluid <tb>16<SEP>Verdichter <tb>18<SEP>komprimiertes Arbeitsfluid <tb>20<SEP>Brennstoff <tb>22<SEP>Brennstoffzuführung <tb>24<SEP>Brenner <tb>26<SEP>Verbrennungsgase <tb>28<SEP>Turbine <tb>30<SEP>Welle <tb>32<SEP>Generator/Motor <tb>34<SEP>Abgase <tb>36<SEP>Auslassabschnitt <tb>38<SEP>Abgasschacht <tb>50<SEP>System <tb>52<SEP>Aussengehäuse <tb>54<SEP>äusserer Fluidkreis <tb>56<SEP>Umlenkelement <tb>58<SEP>Innenoberflache <tb>60<SEP>Aussenoberfläche <tb>62<SEP>äussere Strömungshülse <tb>64<SEP>Endabdeckung <tb>66<SEP>Brennstoffdüse <tb>68<SEP>Kappenanordnung <tb>70<SEP>Brennereinsatz <tb>72<SEP>Strömungshülse <tb>74<SEP>Brennstoffinjektor <tb>76<SEP>vorderes Ende <tb>78<SEP>hinteres Ende <tb>80<SEP>Mantelring <tb>82<SEP>brennbares Gemisch <tb>84<SEP>Brennkammer <tb>86<SEP>primäre Verbrennungszone <tb>87<SEP>Kühlströmungsdurchlass <tb>88<SEP>Öffnung <tb>90<SEP>Injektionsluftsammelraum <tb>92<SEP>Einlasskanal <tb>94<SEP>Verbrennungsmodul <tb>96<SEP>Brennstoffverteiler <tb>97<SEP>Brennstoffinjektionsanordnung <tb>98<SEP>Hochdrucksammelraum <tb>100<SEP>Verdichterauslassgehäuse <tb>102<SEP>Turbinenaussengehäuse/Schale <tb>104<SEP>Brenneröffnung <tb>106<SEP>Entnahmeanschluss <tb>108<SEP>Einlassanschluss <tb>110<SEP>radiale Dichtung <tb>112<SEP>Innenoberflache <tb>114<SEP>Injektionsluftsammelraum <tb>116<SEP>Fluidleitungen <tb>118<SEP>Durchflussmodulationsventile <tb>120<SEP>Fluidverteiler <tb>122<SEP>Steuerung <tb>124<SEP>zweites brennbares Gemisch <tb>126<SEP>sekundäre Verbrennungszone[0051] <Tb> 10 <September> Gas Turbine <Tb> 12 <September> inlet area <Tb> 14 <September> working fluid <Tb> 16 <September> compressor <tb> 18 <SEP> compressed working fluid <Tb> 20 <September> Fuel <Tb> 22 <September> fuel supply <Tb> 24 <September> burner <Tb> 26 <September> combustion gases <Tb> 28 <September> Turbine <Tb> 30 <September> wave <Tb> 32 <September> generator / motor <Tb> 34 <September> exhaust <Tb> 36 <September> outlet <Tb> 38 <September> exhaust stack <Tb> 50 <September> System <Tb> 52 <September> outer housing <tb> 54 <SEP> outer fluid circuit <Tb> 56 <September> deflecting <Tb> 58 <September> inner surface <Tb> 60 <September> Outside surface <tb> 62 <SEP> outer flow sleeve <Tb> 64 <September> end cover <Tb> 66 <September> fuel <Tb> 68 <September> cap assembly <Tb> 70 <September> burner insert <Tb> 72 <September> flow sleeve <Tb> 74 <September> fuel injector <tb> 76 <SEP> front end <tb> 78 <SEP> back end <Tb> 80 <September> shroud <tb> 82 <SEP> flammable mixture <Tb> 84 <September> combustion chamber <tb> 86 <SEP> Primary Combustion Zone <Tb> 87 <September> cooling flow passage <Tb> 88 <September> opening <Tb> 90 <September> injection air plenum <Tb> 92 <September> inlet channel <Tb> 94 <September> combustion module <Tb> 96 <September> fuel distributor <Tb> 97 <September> fuel injection means <Tb> 98 <September> high-pressure accumulator <Tb> 100 <September> Verdichterauslassgehäuse <Tb> 102 <September> turbine outer casing / shell <Tb> 104 <September> burner opening <Tb> 106 <September> extraction port <Tb> 108 'September> inlet port <tb> 110 <SEP> radial seal <Tb> 112 <September> inner surface <Tb> 114 <September> injection air plenum <Tb> 116 <September> fluid lines <Tb> 118 <September> flow modulation valves <Tb> 120 <September> fluid distributor <Tb> 122 <September> Control <tb> 124 <SEP> second combustible mixture <tb> 126 <SEP> secondary combustion zone

Claims

A system for controlling an air flow rate of a compressed working fluid to a fuel injector of a burner, comprising: a. an outer housing surrounding at least a portion of the burner, the outer housing at least partially defining a high pressure accumulation space surrounding at least a portion of the burner, the outer housing having an extraction port and an inlet port extending through the outer housing, the exhaust port communicating with the exhaust port High pressure accumulator is in fluid communication; b. a combustor extending at least partially through the high pressure header, the combustor including a combustor liner, a plurality of fuel injectors disposed circumferentially around the combustor liner, an inner flow sleeve surrounding the combustor liner, an outer air shield longitudinally interconnecting the inner flow sleeve and the plurality of fuel injectors surrounding the circumference, having an injection air plenum defined between the outer air shield and the burner insert, and an inlet to the injection air plenum, the inlet being in fluid communication with the inlet port; c. an outer fluid circuit providing fluid communication between the extraction port and the inlet port; and d. a baffle extending radially between the outer air shield and the outer housing, the baffle providing flow separation between the inlet to the injection air plenum and the high pressure plenum.

2. The system of claim 1, wherein the outer fluid circuit has a flow rate modulation valve disposed downstream of the extraction port and upstream of the inlet port; and or wherein the outer fluid circuit has a flow distribution ring downstream of the extraction port and upstream of the inlet port, the flow distribution ring extending circumferentially around at least a portion of the outer casing.

3. The system of claim 2, further comprising a communicatively connected to the flow modulation valve control.

4. The system of claim 1, wherein the deflector extends radially from an inner surface of the outer housing to the outer air shield; and or wherein the diverter element, the outer air shield and the outer housing at least partially define an injection air plenum, wherein the injection air plenum is in fluid communication with the inlet port and the inlet to the injection air plenum.

5. The system of claim 4, further comprising a radial seal extending between the deflector and the outer air shield.

6. The system of claim 1, wherein the outer air shield is connected to a side portion of the deflector.

7. The system of claim 6, wherein the extraction port extends through the turbine outer shell and the inlet port extends through the compressor outlet shell.

8. A system for controlling an air flow rate of a compressed working fluid to a fuel injector of a burner, comprising: a. an outer housing surrounding at least a portion of the burner, the outer housing at least partially defining a high pressure accumulation space, the outer housing having a bleed port and an inlet port extending through the outer housing, the bleed port being in fluid communication with the high pressure accumulation space; b. a burner having a late lean fuel injection module, wherein the late lean fuel injection module includes a burner liner, an inner flow sleeve surrounding a portion of the burner liner circumferentially, a plurality of fuel injectors circumferentially disposed about the inner flow sleeve and the burner liner, an outer air shield fueling the plurality of fuel injectors along the circumference and having an injection air plenum defined between the outer air shield and the inner flow sleeve, the outer air shield at least partially defining an inlet to the injection air plenum, the inlet being in fluid communication with the inlet port; c. an outer fluid circuit providing fluid communication between the extraction port and the inlet port; and d. a baffle extending radially between the outer air shield and the outer housing, the baffle providing flow separation between the inlet to the injection air plenum and the high pressure plenum inside the outer housing.

9. The system of claim 8, wherein the outer fluid circuit has a flow rate modulation valve located downstream of the extraction port and upstream of the inlet port.

10. Gas turbine, comprising: a. a compressor disposed at a front end of the gas turbine, a burner positioned downstream from the compressor, a turbine positioned downstream of the burner, and a system for controlling an air flow rate of a compressed working fluid to a fuel injector of the combustor wherein the system comprises: i. an outer housing defining a high pressure accumulation space surrounding at least a portion of the burner, the outer housing having an extraction port and an inlet port extending through the outer housing, the exhaust port fluidly connected to the high pressure accumulation space;

ii. a combustor liner extending within the outer shell, a plurality of fuel injectors circumferentially disposed about the combustor liner, an inner flow sleeve surrounding a portion of the combustor liner along the circumference, an outer air shield defining the inner flow sleeve and the plurality of combustors Surrounding fuel injectors along the circumference, an injection air plenum defined between the outer air shield and the inner flow sleeve and an inlet to the injection air plenum, the inlet being in fluid communication with the inlet port; iii. an outer fluid circuit providing fluid communication between the extraction port and the inlet port, the outer fluid circuit including a flow rate modulation valve located downstream of the extraction port and upstream of the inlet port; and iv. a baffle extending radially between the outer air shield and the outer housing, the baffle providing flow separation between the inlet channel to the injection air plenum and the high pressure plenum inside the outer housing.